USB设备驱动程序 - 基于VC的USB2.0数据采集系统设计

2.2 USB设备驱动程序

　　USB设备驱动程序主要是使操作系统能够识别USB设备，建立起主机端与设备端之间的通信，它们之间的通信是通过Windows提供的API函数实现的，这些函数可以控制显示器、处理信息、访问存储器、读写磁盘和其他设备。

　　

 

　　图2是USB设备驱动程序的整体结构图。

　　

 

　　USB设备驱动的整体结构包括如下5个主要部分：USB应用程序接口、USB设备驱动函数、USB中断服务程序、USB回调接口程序、USB标准事件处理程序。

　　2.2.1 USB应用程序接口

　　USB应用程序接口主要功能是对USB驱动器进行软硬件初始化、打开端口、关闭端口、读端口、写端口和端口控制操作。当设备驱动器装入系统设备表时，I/O系统就调用该应用程序接口。

　　USB应用程序接口的一个例程主要包含：

　　a)对USB端口安装、初始化和硬件配置(USB_init())。初始化步骤为：将USB设备驱动器安装到I/O系统设备表中，获取USB控制器使用的中断号，初始化USB驱动器数据结构与USB端口状态寄存器，启动USB标准事件处理程序。

　　b)打开USB端口(USB_open())。USB_open函数允许应用程序打开一个USB端口和选择DMA数据传输方式。

　　c)关闭USB端口(USB_close())。USB_close函数允许应用程序关闭一个端口，并关闭DMA通道。

　　d)对USB端口进行读操作(USB_read())。USB_read函数允许应用程序从输出端口或控制端口读取一定量的数据。

　　e)对USB端口进行写操作(USB_write())。USB_write函数与USB_read函数功能类似，允许应用程序写数据到输入端口或控制端口。

　　f)对USB设备进行I/O控制操作(USB_ioctl())。

　　2.2.2 USB中断服务程序

　　USB控制器产生单一中断，多个端口共享。每个端口产生ACK、NACK/ERROR中断;输出端口产生接收零字节包或短包中断;控制端口0接收设置包时产生中断;USB控制器产生USB事件中断，如帧起始(SOF)、挂起、恢复和复位。先识别发生USB中断的类型以清除中断产生的条件，再读USB状态寄存器，获取当前配置、接口或帧起始时间戳状态信息，最后向USB控制器消息队列或回调函数的接收消息队列发送中断消息。

　　2.2.3 USB标准事件处理程序

　　USB驱动器初始化后，启动USB标准事件处理程序负责处理枚举过程和异步USB事件。事件处理程序使用控制端口0，直到完成枚举过程。当USB应用程序处于非活动状态时，除控制端口0以外端口均不可访问。事件处理程序在端口0上执行控制操作，响应USB标准请求，并负责通知USB应用程序枚举完成和接口活动状态，USB事件通过回调接口传递到USB外设应用程序。当对USB端口枚举操作完成，USB应用程序就可打开并使用USB端口。